JPS6143878A

JPS6143878A - 撮像装置

Info

Publication number: JPS6143878A
Application number: JP59165459A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Date; 伊達　信顕; Nobuo Tezuka; 手塚　信夫; Shuichiro Saito; 斉藤　修一郎; Akihiko Tojo; 明彦東條; Susumu Kozuki; 上月　進
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-08-07
Filing date: 1984-08-07
Publication date: 1986-03-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明はシャッターによる露光制御を行なう撮像装置に
関する。

（従来技術）従来シャッターを用いて露光時間を制御し得るようにし
たビデオカメラが考えられているが、一般にビデオカメ
ラにおいては標準テレビジョン方式に同期したタイミン
グで走査を行なう必要がある為シャッター動作とビデオ
カメラ走査との同期をとらなければならない。

このようなシャッターとカメラとの同期を得る為の方法
としてシャッターレリーズ信号とビデオカメラの走査に
係る垂直同期信号との論理積から成るタイミングでシャ
ッターを動作させるというものが知られている。

しかし、この方法には多くの問題が存在する。

即ち、第１図（ａ）に示すように２枚の羽根１，２から
成るシャッターは最初静止した状態にあ夛、シャッター
羽根１が撮像素子３への被写体像の入射を阻止している
。

次に第１図（′ｂ）の如く、シャッター羽根１が走行を
開始し素子３へ被写体からの光が入射していｌ更Ｋ（Ｃ
）の如くシャッター羽根１が走行完了する。又、シャッ
ター羽根１の走行開始後所定時間経つと（（１１の如く
シャッター羽根２が走行冊始し、素子３が遮光され始め
、（８）の如く最終的にはシャッター羽根２によシ素子
３は完全に遮光される。

とこでシャッター羽根１．２の動作タイミングについて
第２図によシ考えてみると時刻ｔ１にレリーズスイッチ
をＯＮすると、例えばその直後の垂直同期信号ＶＤに同
期して時刻ｔ２にシャッター羽根１が動作を開始する。

しかし、ンヤツター羽根は最初加速度運動した彼等速度
運動に移っていく為、露出秒時を正確に制御する為には
等速度となってから撮像素子の受光面を開放する事が望
ましい。

しかしこのようにすると、クヤツター羽根が動作開始し
た後、実質的に撮像素子の受光面を開放し始める時刻ｔ
３迄に（ｔｘ−１ｚ）だけ遅延時間がある。

との遅延時間はシャッターの応答性に依存するものであ
るから機械的シャッターの場合にはおよそＢ　ｍ５ｅｃ
程度見込まれ、しかも温度や部品のバラツキによシ変動
を発生しやすい。

又、このように遅延時間が１フイ一ルド期間の号にも及
ぶようになると露光時間がフィールド期間に近い値にな
った場合にフィールド°期間内にうまく収まらず、スミ
ア等積々の不都合を生じる問題がある。又、第２図に訃
ける読み出し用の垂直同期信号Ｖａは時刻ｔ５から時刻
ｔ５１までの範囲に位置してはならない。その為、特に
時刻ｔ５１を決めるシャッター羽根についてはそのスタ
ート位置ｔ４のタイミングが重要なものとなってくる。

又、シャッターによる露出時間を短かくしていくと、８
７Ｎが相対的に劣化していく問題がある。

これは１フイールドの蓄積時間中に生じる暗電流成分は
温度が一定であれば、はぼ一定で、露出時間とは無関係
である為である。

（目的）本発明はこのような従来技術の欠点を解消し得る撮像装
置を提供する事を目的としている。

又、露出時間を短かくした場合にもＳ／Ｎが劣化しない
撮像装置を提供する事を目的としている。

又、スミア等の発生しにくい、霧出時間の調整が可能な
撮像装置を提供する事を目的としている。

（実施例）以下実施例に基づき本発明を説明する。

１１Ｅ５図は本発明の撮像装置の構成例を示す図で図中
４は撮像光字表５は数少、１，２は前記シャッター羽根
でシャッター手段を構成する。

３は前記撮像素子であって例えばＣＯＤ　＋ＭＯ８等の
イメージセンサ−或いは撮偉管等の光学偉を電気信号に
変換する為の撮像手段を構成するものである。６拡撮像
素子３からの出力をγ変換したシ、輪部補償したシ、黒
レベルクランプ等する事により処理するプロセス回路、
７線このプロセス回路の出力を記録媒体８に記録するＯ
に適した信号にする為の記録変調回路、Ｇ１　、Ｇ２は
ゲート回路、９は回転記録媒体８上に信号を記録するた
めのヘッド、１０拡媒体８を回転駆動する為のモーター
等を含む媒体駆動回路、１１は前記数少５の開閉を制御
する絞）駆動回路、２０１．２０２はシャッター羽根１
，２を夫々駆動する第１．第２のシャッター駆動回路で
あってシャッター駆動手段を構成する。１３は撮像素子
３を駆動する撮像素子駆動回路、１４はとの撮像素子駆
動回路に所定の周期的な周期信号としてのクロックパル
スｖＤ、ＨＤ等を供給する周期信号発生手段としてのク
ロックジェネレータ回路である。ここでＶＤ、ＨＤは夫
々垂直、水平同期信号である。１５はシーケンスコント
ロール回路であって絞り駆動回路１１、第１．第２のシ
ャッター駆動回路２０１．２０２、クロックジェネレー
タ回路１４、媒体駆動回路１０、ゲートＧ１、等をシー
ケンス制御する為の回路である。１６はシャッター手段
の作動を指示する事によル静止画撮像を開始させるスイ
ッチである。

１３０はシャッターによる露出時間Ｔ１を設定する為の
露出時間設定回路、１３１は該設定時間Ｔ］！に基づき
霧出制御開始のタイミングを演算する演算回路である。

第４図は撮像素子３の構造の模式図であ夛、フレーム・
トランスファーｆｉ　ＣＣＤの例について説明したもの
である。

３１は撮像部で受光可能となってお）、光学系４、数少
５を介して入射する被写体儂を電気信号に変換する為の
複数の垂直シフトレジスタを含む。３２は記憶手段とし
ての記憶部であって、遮光されておシ、撮像部の複数の
垂直シフトレジスタから垂直転送される電荷を蓄積する
為の複数の垂直シフトレジスタを含む。

５５拡水平シフトレジスタであって、記憶部５２の各垂
直シフトレジスタの内容を１ビツトずつ同時に収納し、
その後水平転送する事によって読み出すものである。

３４は出力７ングであって電荷信号を電圧に変換する。

又、φ、〜φ３は夫々撮像部３１、記憶部３２、レジス
タ３３を駆動する為のパルスである。

第５図はシャッター羽根１，２の構成を示す図で、１０
１はシャッター地板、１０２ａ〜１０２Ｃは第１のシャ
ッター羽根を構成する先羽根で先羽根アーム１０４，１
０５　Ｋ回動可能に枢支されている。

先羽根アーム１０５拡不図示バネによシ矢印方向に附勢
されているが、その一端部１０５１　は地板１０１に回
動可能に枢支された先羽根緊定レバー１０８の一端と係
合する事によって係止されている。先羽根緊定レバー１
０８にはアーマチュア１０９が枢支され、磁石１１１に
よジョーク１１０にバネ１１３の時計方向への附勢に抗
して吸着されている。１０３ａ〜１０３Ｃは第２のシャ
ッター羽根２を構成する後羽根で、これらは後羽根アー
ム１０６゜１０７に回動可能に枢支されている。後羽根
アーム１０７は不図示バネにより矢印方向に附勢されて
いるがその一端１０７ａが後羽根緊定レバー１１４に係
止され回動を止められている。後羽根緊定レバー１１４
にはアーマチュア１１５が枢支され、バネ１１９による
時計方向への附勢に抗して磁石１１７によジョーク１１
６に吸着されている。又、５００は地板１０１に設けら
れた開口部である。

またＭＧｌ、ＭＧ２はコイルで通電時には磁石１１１゜
１１７の磁束を打消す方向に巻かれてｈる。

第６図は本実施例におけるシーケンスコントロール回路
１５の構成例を示す図である。１７はアンドゲート、１
８は第１のタイマー回路、１９はタイマー手段としての
第２のタイマー回路、２０，２１．２６はワンショット
回路、２４はプログラマブル・ロジック・プレイである
。

次に第７図はクロックジェネレータ１４の構成例を示す
図で図中４０は発振器、４１は分周器、４２はデコーダ
ー、ｊ！３．４４はクリア手段としてのＯＲゲート、４
５．４６はＡＮＤゲートであ夛、発振器４０で形成され
た基準信号は分局器４１によって各種の分周信号に分周
され、これらの複数の分周信号をデコーダー４２で組み
合わせる事によってパルスφ、〜φ３等を形成スる。

ここでｘｌは垂直ブランキング期間に所定期間ハイレベ
ルと々る信号で撮像部３１の信号を記憶部３２に垂直転
送する為の信号である。又、ｘ２は垂直走査期間中の水
平ブランキング中に所定期間ハイレベルとなる信号でこ
れは記憶部３２の信号を１行ずつレジスタ３３に垂直転
送させる為の信号である。

ｘｏはシーケンスコントロール回路から供給されるパル
スで任意のタイミングで撮像部３１の信号をクリアする
為の信号である。又、φ。４．φ。２は夫々φ１．φ２
と同じ周波数のパルスであって常に出力されている。

従ってパルスφ。、は信号Ｘｏ又はｘｌがハイレベルの
時パルスφ、として出力される。又、パルスφ。２は信
号Ｘｏ又はｘｌ又はｘ２がハイレベルの時パルスφ２と
して出力される。

第８図は本実施例のタイミングチャートであシ、以下、
このタイミングチャートを用いて第１図〜第７図示構成
の動作を説明する。

不図示のメイン電源をＯＮする事によって撮像装置全体
がスタンバイ状態とがる。

この状態ではクロックジェネレータ１４及び撮像素子駆
動回路１３の出力によシ第８図示のパルスφ、〜φ、が
周期的に出力される。即ち、標準テレビジョン方式の１
垂直期１！ｌＴｖを周期として周期的にパルスφ１．φ
２による垂直転送が行なわれる。この垂直転送は標準テ
レビジョン方式の垂直ブランキング期間内に行なわれる
。これにより撮像部６１の電荷は記憶部３２に転送され
る。

その後パルスφ２を水平ブランキング期間毎に１回供給
する事によシ記憶部３２内の電荷は垂直方向に１行ずつ
１水平周期間隔で転送され水平レジスタに収納される。

又、このパルスφ２に対し高速のパルスφ、をレジスタ
３３に供給する事によ）、記憶部から垂直転送されて来
た電荷はビデオ信号としてアンプ３４を介して読み出さ
れる。

又、媒体駆動回路１０もこの標準テレビジョン周期で媒
体８を回転するようサーボ制御される。

尚、この状態ではゲートＧ１は閉じたままとなってお）
、記録回路７の出力信号はヘッド９には供給されていな
い。

又、この状態ではクリップ・フロップ２５はセット状態
となシそのＱ出力がハイレベルとなってグー）Ｇ２を開
いているよう初期設定されている。

次に時刻ｔ１に不図示のレリーズボタンを操作するとレ
リーズ回路１６からパルスが出力され、これによシワン
ショット回路２６からは１垂直期間よシ若干長いハイレ
ベルパルスが出力される。一方クロックジェネレータか
らは１垂直期間（１ｖ）毎に垂直同期信号ＶＤが出力さ
れるので、このＶＤとワンショット回路２６の出力の論
理積をアンドゲート１７で得て、これをタイマー回路１
８，１９に夫々入力する。タイマー回路１８はＴ１だけ
計時を行ない時刻ｔ６にパルスを出力する。

これによってワンショット回路２０からは所定レベル、
所定巾のパルスが形成され出力される。

とのワンショット回路２０の出力は信号ｘｏとして第７
図示ＯＲゲート４３．４４に入力されるので第８図示の
如くφ４．φ２窄供給され撮像部３１の信号はレジスタ
５３１Ｃ向けて除去される。

従って時刻ｔ５〜ｔ６マでの間に撮像部３１１Ｃおいて
生じた暗電流は完全に除去され、φを向上させる事がで
きる。

又、ワンショット回路２ｏの出力によってシャッター駆
動回路２０１が駆動され、第５図示コイルＭＧ１が通電
される。

従って、先羽根緊定レバー１０８に枢支されたアーマチ
ュア１０９は磁石１１１による吸着を解かれ、バネ１１
３によシ右旋する。これによってアーム１０５は不図示
のバネによシ右旋を開始し先羽根１０２ａ〜１０２Ｃは
第５図中下方向に移動開始する。そして、コイルＭＧ１
への通電が開始されてからＴ５だけ経過した時点におい
て先羽根１０２１Ｌの第５図示上端が開口部５００の上
端よ）も下がル実質的な露光を開始する。

一方、パルスφ２．φ６はそれ迄と同様に周期的に供給
されておシ、撮像素子の記憶部の内容は常時読み出され
ている。

さて、時刻ｔ２においてアンドゲート１７の出力端子か
らハイレベル信号が出力されるとタイマー回路１９の計
時がＴ２だけ行なわれる。ここで（Ｔ２−ＴＩ）は露光
時間Ｔ、に相浩し、この時間Ｔ、はマニュアル、或い社
被写体の輝度等によ）。

露出時間設定回路１３０において設定される。

又、本実施例ではシャッター後羽根を駆動開始する為の
時刻ｔ７からシャッター後羽根の走行完了までの時間ｔ
、　−ｔ７＝Ｔ４の分を見込んだ時間だけ垂直転送の時
刻ｔ１０よシも早く（時刻ｔｙ）後羽根の駆動を開始さ
せている。

しかも、この時刻ｔ７を決めるためのタイマーの計時時
開Ｔ２を予め一定としている。即ち、本実施例ではＴ２
ミ２７−Ｔ４としている。（但しＶは垂直期間）この場
合、露出時間ＴＢがＴｌ＞７の場合にはＴ２ｇ３Ｖ−Ｔ
４とする。尚、この場合に線露光中のパルスφ、をカッ
トする。

又、シャッター先羽根、後羽根のレスポンスが良い場合
にはＴ２ミＶ−Ｔ４としても良い。

又、タイマーの計時時間Ｔ１は露出時間ＴｘＫ応じて変
化する。即ち、露出時間設定回路１３０において露出時
間Ｔ、を自動又は手動で設定すると演算回ｊｉ！１３１
１Ｃおいて上記Ｔ、からＴ１ミＴ、−Ｔ２を演算し、こ
の演算結果ＫＤＤに応じて第６図示タイマー回路１Ｂの
時間を変化させる。

従って露出時間の変化に拘らず常に垂直転送中のスミア
を防止する事ができる。

又、露出終了タイミングを読み出しの為の垂直転送の直
前にしているので、露出終了後の暗電流成分はほとんど
無視し得る。さて時刻ｔ２よシタイマー回路１９による
計時時間Ｔ２が経過した時刻ｔ７においてタイマー回路
１９からパルス出力が出力され、このパルスはワンショ
ット回路２１１Ｃよって所定のレベル、所定の巾のパル
スに変換されてシャッター駆動回路２０２に供給される
。これによシ、コイルＭＧ２に通電が為され、磁石１１
７の磁界はキャンセルされるので、アーマチュア１１５
及びレバー１１４はバネ１１９によシ右旋し、アーム１
０９の右方向の回動が開始する。

従って後羽根１０５ａ〜１０３Ｃが走行し、開口部３０
０は閉成される。

次に時刻１１０においてφ４．φ２が供給されると（Ｔ
２−Ｔ１）だけ露光された撮像部３１の電荷は記憶部！
＋２に記憶され、時刻ｔ１ｏ−１＋＋にかけてパルスφ
２．φ、によシ水平レジスタ５６から読み出される。

一方、予め定めたシーケンスをプログラムされたＰＬＡ
２４からの制御信号によシグートＧ１が時刻ｔ１０〜ｔ
１１の間開くのでこの映像信号はヘッド９を介して媒体
８上の所定の位置に記憶される。

本実施例はこのように構成されているので、露出時間Ｔ
、を短かくしていった場合にも日、／Ｍが劣化しない。

又、タイマーの計時時間Ｔ１．Ｔ２を、露出終了タイミ
ングが読み出しタイミングの直前に力るように設定して
いるので露出後の暗電流はほぼ無視でき、しかも露出開
始迄の暗電流は前述のクリア動作によ）除去しているの
で、極めて８Ａの良い画像信号が得られる。

又、本実施例では、先羽根と後羽根とによ）構成される
シャッター機構を用いた撮像装置においてレリーズスイ
ッチ作動後の周期信号に応答する２つのタイマー出力に
よ）先羽根、後羽根を走行開始するようにしているので
先羽根と後羽根との産性間隔又は重な）をｉ！ｌｉ！整
し易い。

（効果）以上説明した如く本発明によれば露出時間を可変制御す
る場合にスミアを完全に防止できる。

ス、露出制御終了タイミングを読み出しの直前にする事
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜第１図（ｅ）は従来のシャッター機構の
動作を説明する図、第２図は第１図の動作タイミング図
、第３図は本発明の撮像装置の構成側口、第４図は撮像
素子の構成例を例す図、第５図はシャッター機構の構成
例を示す図、第６図はシーケンスコントロール回路の構
成を示す図、第７図は第５図示撮像装置のクロックジェ
ネレータ回路１４の構成例を示す図、第８図は実施例の
メイミンクチャートである。１．２・・・シャッター手段としてのシャッター羽根３・・・撮像手段としての撮像素子６１　・・・撮像部３２・・・記憶部１４・・・周期信号発生手段としてのりｐツクジェネレ
ータ回路１６・・・スイッチとしてのレリーズ回路１９・・・タ
イマー手段としての第２のタイマー回路２０１．２０２・・・シャッター駆動手段としての第１
＋第２のシャッター駆動回路４３、．１１４・・・クリア手段としてのオアゲートＱ
）Ｑ−Ｎ　　　　　＋　今　　今　句　賢　斃　ミ＋　
　）

Claims

【特許請求の範囲】光学像を電気信号に変換する撮像手段、該撮像手段への光入射を阻止するシャッター手段、前記撮像手段の電気信号を周期的に読み出す為の周期信
号を形成する周期信号発生手段、シャッター手段の作動
を指示するスイッチ、該スイッチの作動後の周期信号に
応じて作動し、前記シャッター手段による露出制御を行なうシャッター
駆動手段、前記露出制御の終端を前記読み出しの為の周期信号の直
前に固定させるタイマー手段、を有する撮像装置。